SEMPARIS – Séminaires en région parisienne Cours

SEMPARIS – Séminaires en région parisienne
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Cours
Vendredi 20 Juin 2008, 14 :30
IPHT, Salle Claude Itzykson, Bat. 774, Orme des Merisiers
Domaines : physics
Titre : Cohérence quantique de systèmes macroscopiques (cours 6/6)
Orateur : Benoı̂t Douçot ( Lab. de Phys. Théorique et Hautes Energies, Paris VI et VII )
Résumé : Alors que la mécanique quantique élaborée dans la première moitié
du vingtième siècle s’est souvent pensée comme en rupture radicale avec la
mécanique classique, les physiciens semblent maintenant majoritairement
partager l’idée d’un passage graduel entre ces deux images du monde. Ainsi
la possibilité d’une description classique semble inscrite au cœur même de la
mécanique quantique. Cette prise de conscience provient de l’étude expérimentale et théorique de nombreux systèmes quantiques couplés à un environnement macroscopique, en se plaçant dans le cadre orthodoxe de la
mécanique quantique. Le passage du monde quantique au monde classique
(souvent appelé décohérence) est alors compris comme le résultat de l’intrication entre les degrés de liberté de l’environnement et le système quantique,
qui en général ne peut plus être décrit par un état pur dans l’espace de Hilbert
associé, mais par un mélange statistique.
Dans ce cours, nous commencerons par étudier la décohérence pour ellemême. Nous verrons ensuite comment l’étude du couplage entre un système
quantique et son environnement permet de décrire des situations intéressantes
pour la physique, comme l’effet tunnel pour des variables collectives de systèmes
macroscopiques, ou encore la conception de mesures atteignant les limites
permises par la mécanique quantique. Enfin, je décrirai des propositions
récentes pour construire des systèmes quantiques en principe protégés contre
la décohérence. Ces mémoires quantiques sont étroitement liées à des théories
de jauge sur réseau en 2 1 dimensions avec des symétries discrètes, et elles
peuvent être réalisées à partir de circuits supraconducteurs.
- Cours 1 : Généralités sur la décohérence : pourquoi il est difficile de
l’éviter !
Modèles d’environnements gaussiens.
- Cours 2 : Etats thermiques d’un sous-système induits par une évolution
quantique cohérente : l’effet Unruh au laboratoire ? Exemples d’environnements non-gaussiens : bains de spins.
- Cours 3 : Effet tunnel de variables collectives en présence de dissipation.
Illustrations dans la physique des circuits supraconducteurs.
- Cours 4 : La mesure comme interaction d’un système quantique avec un
objet macroscopique.
Application à la description de mesures optimales.
- Cours 5 : Le principe de la protection topologique contre la décohérence.
Une réalisation possible avec des réseaux supraconducteurs.
- Cours 6 : Effet du bruit sur les mémoires quantiques topologiquement
protégées.
Vers le calcul quantique topologique.
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